MGH-UCLA人腦鏈接組計劃
這副插圖展示了大腦的主要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該圖由人腦鏈接組計劃利用掃描儀經(jīng)過五年研究繪制而成。
事實證明大腦是高度組織化的。
至少最近發(fā)表于Science雜志的一項研究認(rèn)為如此，該研究探索了腦部光纖是如何將信息在大腦不同區(qū)域之間傳遞的。
這項研究的負(fù)責(zé)人哈佛醫(yī)學(xué)院的Van Wedeen介紹，研究人員利用最先進(jìn)的成像技術(shù)觀察這些信息纖維交錯的部位，并發(fā)現(xiàn)了具有高度組織化的三維網(wǎng)絡(luò)。
Wedeen稱，這種三維網(wǎng)絡(luò)類似于紐約曼哈頓區(qū)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，街區(qū)交錯形成二維網(wǎng)絡(luò)，而各種高層建筑中的電梯則類似第三維度。
當(dāng)然，人類大腦具有極復(fù)雜的褶皺及曲線，因此Wedeen認(rèn)為，你必須想象曼哈頓被彎曲成某種奇怪的形狀。但其基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是極其類似的，就像街區(qū)交錯成90度角，高樓大廈垂直聳立。
Wedeen認(rèn)為這種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)代表了一種傳統(tǒng)大腦布局模式的革新。在這種新的模式中，大腦某種程度上更類似于一盤意粉，或者你可以想象成一種古董電話機(jī)切換面板，同時或多或少的隨機(jī)運(yùn)行幾萬條布線信號。
Wedeen說自從他確認(rèn)了大腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的證據(jù)之后，很多以前難以理解的事情都變得順理成章。
Wedeen多年來一直在觀察猴子腦部圖像，但一直無法理解為何信息纖維經(jīng)?？雌饋眍愃朴谄瑢咏Y(jié)構(gòu)，為何這些圖像的曲率是如此完美又具有高度組織性。
Wedeen聲稱這種新的網(wǎng)絡(luò)模型還能幫助回答一直困擾遺傳學(xué)家及生物學(xué)家多年的問題，相對有限的基因是如何包含類似于大腦這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的所有藍(lán)圖信息。
答案可能是由于高度組織化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有一致的組織規(guī)則，遺傳學(xué)圖譜并不需要去描述每個最終產(chǎn)品的詳細(xì)細(xì)節(jié)，而只需要按照統(tǒng)一規(guī)則去完成。
Wedeen說這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得相對簡單的輸入指令便可制造出非常復(fù)雜的輸出產(chǎn)品。
這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還能幫助理解大腦是如何從簡陋的蠕蟲腦進(jìn)化成人腦這么復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得在大腦上逐步添加新的功能變得簡便易行，類似于建筑工人在一棟建筑上建造新的樓層或是城市規(guī)劃者規(guī)劃新的街區(qū)道路等。
因此事實上你能從中發(fā)現(xiàn)從古老原始的大腦形成復(fù)雜的人腦的進(jìn)化方式，
盡管不是每個人都認(rèn)為它會是如此簡單。
華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家David Van Essen認(rèn)為這項研究的結(jié)果是驚人而且誘人的，但是目前還不能夠確定。
Van Essen說“他們給出這種假說的某些證據(jù)在一定程度上來說已經(jīng)足夠了，但是我認(rèn)為在某些方面他們可能過于簡化了。
例如，所有的交錯處都是90度角這種說法就過于簡單了?！?b style="BACKGROUND: none transparent scroll repeat 0% 0%" class="label bg2" jquery1333170798486="74">
Van Essen 說目前也一些研究發(fā)現(xiàn)大腦結(jié)構(gòu)同時也能誘導(dǎo)一些對角線途徑，所以大腦可能既不是完全混亂的意大利面也不是一種完美的網(wǎng)絡(luò)。
Van Essen更愿意相信大腦可能是事實上是處于兩者之間的某種狀態(tài)。
Van Essen說，最終確證大腦的布線結(jié)構(gòu)已經(jīng)不再是遙遙無期的事情，這都要?dú)w功于所謂的人腦鏈接組計劃，該項目由國立健康研究院資助五年來已經(jīng)在大腦圖譜方面研究取得成效。
Van Essen認(rèn)為這些發(fā)現(xiàn)最終會有助于我們了解大腦是如何組織從而使得我們成為我們，同時也會為了解自閉癥或老年癡呆癥到底是大腦的哪里出了問題提供線索。
